摘要：IEC61850是“变电站通信网络和系统”的系列国际标准，代表了变电站自动化系统（SAS）的最新发展方向。目前广泛应用的变电站通信协议主要是IEC60870-5-103，因此如何从该协议逐步过渡到IEC61850是一个现实的课题。本文简要分析了IEC61850和原有协议之间的异同，并以IEC60870-5-103规约向IEC61850标准过渡的一个实例，提出了一种过渡期的解决方法。

要害词：IEC61850标准；EC60870-5-103规约，互操作

中图分类号：TM76文献标志码：B文章编号:1003-0867(2006)06-0037-02

IEC61850系列标准是IECTC57最新发布的变电站通信网络和系统的重要标准。该标准定义了变电站中的智能电子装置（IED）之间的通信以及有关系统需求，主要目的是实现变电站自动化系统（SAS）中来自不同厂家的IED之间的互操作。

在IEC61850制定之前，变电站中广泛使用了如IEC60870-5-103等协议标准。在过渡到IEC61850系列标准的过程中，必然有一个新旧标准混用的过程。如何从原有标准过渡到基于IEC61850的新标准，是当前变电站自动化（SA）工程领域的一个现实问题。

1IEC61850和原有的通信协议之间的差异

在IEC61850之前，IECTC57为了适应电力系统自动化的需要，制定了一系列传输规约，即IEC60870-5系列，随后又制定了4个配套标准，即IEC60870-5-101、102、103和104。IEC60870-5-103是继电保护设备信息接口配套标准。在这个标准制定出来之后，在变电站内部的继电保护设备（或者间隔单元）与控制系统之间的信息交换主要采用103规约。

IEC61850和原有的标准（主要指103规约）之间存在许多差异，较重要的是以下几个方面：

1.1体系结构不同

IEC61850为SA应用定义了ACSI（抽象通信服务接口），然后将该接口映射到特定应用层标准（SCSM：特定通信服务映射），从而将SA应用与具体通信方式加以隔离，可以适应通信网络技术的快速发展变化，而不影响到变电站自动化应用。目前IEC61850以通信协议制造业报文规范（MMS）作为应用层标准，但并不排除制订新的应用层标准，而SA应用可以保持不变。

IEC60870-5-103虽然可采用光纤传输，但也考虑了传统的串行通信技术（如EIARS-485），为保证快速的通信响应时间采用了EPA（增强性能结构），即采用在数据链路层之上直接建立应用的方式。

1.2建模方法不同

IEC61850采用了面向变电站对象建模的方法，对变电站自动化通信系统及相关设备、功能和数据进行建模，并用统一建模语言UML进行了描述。所建立的模型主要有变电站模型、IED产品模型、通信系统模型及相关的建模冗余。其中，IED产品的建模又逐级分解为IED—访问点—服务器—逻辑装置—逻辑节点—数据—数据属性。

IEC60870系列标准是远动系统数据传输的通用标准，适用于电力系统自动化各种应用，不是专门为变电站制订的。IEC60870-5-103协议是该系列标准针对变电站的特定信息的伴随标准，因此并未对变电站的对象和功能具体建模，主要针对继电保护设备（或间隔单元）应传输的信息定义了接口规范。俗称是面向数据点的。

1.3内容涵盖范围不同

IEC61850是包括了变电站自动化系统的有关系统需求、系统建模与设计、配置描述、工程和治理等整个系统生命周期要求的完整标准。而IEC60870不是专门针对变电站自动化系统的，内容远没有IEC61850全面，IEC60870-5-103主要是一种信息接口标准。

2IEC60870-5-103到IEC61850的转换示例

SAS从原有通信标准逐渐过渡到IEC61850，必定有一个过程，因此在相当一段时间内，会有符合IEC61850和非IEC61850的IED共存于一个变电站自动化系统内的情况。一般可以考虑的过渡策略是通过如图1所示的IEC61850网关代理，对站内非IEC61850的IED进行转换，统一对外提供IEC61850服务。

由于目前采用IEC60870-5-103规约的IED大量存在，因此本文主要讨论IEC60870-5-103规约过渡到IEC61850。实现过渡的这个网关代理应该包括以下内容：



图1IEC61850网关代理

•根据IEC61850-7-2，将IEC60870-5-103中定义的服务对应到IEC61850-7-2中定义的ACSI。

•根据IEC61850-7-3和IEC61850-7-4，将IEC60870-5-103中定义的应用服务数据单元中的数据，对应为逻辑节点和数据对象。

IEC60870-5-103规约定义了两种信息交换方法：一种方法是基于严格规定的应用服务数据单元（ASDU）和标准化的报文传输应用过程；另一种方法是采用通用分类服务，可以传输几乎所有可能的信息。在1999年颁布实施国家电力行业标准DL/T667-1999（基本等同IEC60870-5-103规约）中，明确定义了继电保护信息的交换必须尽可能采用基于严格规定的应用服务，假如不能完全满足要求，应采用通用分类服务来实现。标准同时针对国内已经生产的保护设备在硬件方面改动比较困难，较难适应通用分类服务的情况，专门定义了保护信息的专用范围以供采用。所以虽然各个IED生产厂商都采用IEC60870-5-103规约，但对某些具体应用各有不同处理方式。由于两种标准差异很大，且103规约的实现差异也很大，IEC60870-5-103规约到IEC61850的转换无法做到只用一个模式，除了针对共同的部分给出一个对应规范，其它部分则需要具体的问题具体分析。

在IEC60870-5-103规约中，控制系统对保护信息的需求主要集中在保护设备的动作信息、定值、保护测量值、遥信、遥测、遥控、扰动数据等上，也就是说控制系统对保护设备的访问基本上是以数据和控制操作为基础的，而这些服务对应于IEC61850-7-2的ACSI则可以对应于数据类模型、数据集模型、控制模型以及文件传输的信息模型。

在继电保护中，保护设备主要实现的任务就是数据的采集和逻辑判定，因此，在实际中，可以把一个保护设备建模成一个逻辑设备。在每一个逻辑设备中都有两个基本的逻辑节点LLN0和LPHD，在每一个逻辑设备中它们都是唯一的。在IEC61850中，保护和保护相关功能是建模在各个相关的逻辑节点中的，因此可以分为以下几个方面来建模：

•距离保护：采用距离保护节点PDIS来建模；

•过流保护：采用瞬时过电流保护节点PIOC和定时过电流保护节点PTOC来建模；

•变压器差动保护和线路差动保护：采用差动保护节点PDIF来建模；

•遥测：在IEC60870-5-103规约的一个ASDU中，保护设备上传的遥测量可以有多个模拟值，对应于IEC61850中的MMXU逻辑节点或者GGIO逻辑节点；

•遥信：遥信（状态量）采用通用I/O节点GGIO来建模；

•遥控：在IEC60870-5-103中，遥控的功能是由断路器控制命令来完成的，对应于IEC61850中定义的开关控制CSWI逻辑节点来建模；

•扰动数据：在保护扰动数据传输过程中，扰动数据包括扰动值（模拟量）和二进制值（信号状态）两部分，对应于IEC61850中的RADR和RBDR两个逻辑节点，RADR逻辑节点建模模拟通道，而RBDR则建模二进制通道。

3结论

综上所述，在相当一段时间内，将有很多采用IEC60870-5-103的IED与采用IEC61850的IED在一个SAS内共存的情况，探讨技术上实现的策略是一个非常现实问题。本文提出了一种解决方案，可以部分解决这一问题。

由于两种标准差异巨大，也由于其它种种原因，不同厂家对该协议的实现千差万别，无法保证一致性。即使全部采用IEC60870-5-103，不同厂家的（甚至同一厂家的不同种类的）IED之间互操作也非常麻烦。即使将来完全过渡到IEC61850，由于保护原理的发展和实现技术的进步，未来是否会出现今天IEC60870-5-103应用的情况也未可知。这有待于标准的持续修订，对可扩充部分加以具体限制，以及技术人员的不懈努力。

参考文献

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[5]朱炳铨,任雁铭,姜建宁,等.变电站自动化系统实现IEC61850的过渡期策略.